OS-实现一个RR调度算法

原理

RR调度相比于FCFS要公平一点，RR为每一个任务分配了一段固定的时间片（timeslice），当这个任务消耗完分配的时间片后，就会切换到下一个任务进行调度，这样相同优先级的任务都能够得倒相对公平的调度机会。在RR调度中就是timeslice的大小的划分，太大就退化成了FCFS，太小会引起过多的上下文切换，无味的消耗CPU是很浪费的。

什么是timeslice？
OS会使用一个timer来定时发生中断，timer的定时周期就是timeslice，比如说我们设定timer interval为1ms，也就是1ms会发生一次中断，发生中断后，调度器会切换到下一个任务去运行，那每个任务的timeslice就是1ms，也就是这个任务在一次调度循环中，最多只能运行1ms，就必须切换出去，当然你的任务也可能运行不到1ms就切换到下一个任务，这时候触发切换就是可能是（放弃CPU资源/被更高优先级抢占）。

什么时候会发生调度？

主动放弃cpu资源（sleep/suspend）
被动放弃cpu资源（mutex/semaphore）
被更高优先级任务抢占
时间片耗尽

扩展数据结构

相比于FIFO我们增加了timeslice来作为任务切换的一个发起点

typedef struct tcb
{struct list_head link_head;time64_t readytime;uint32_t timeslice;
} tcb_t;

schedule流程

调度流程图

相比于FIFO，我们只是增加了一个schedule的调用时机

线性查找法

伪代码

void schedule(void)
{tcb_t *cur_task = current();tcb_t *task = NULL;tcb_t *task_tmp = NULL;sched_queue_t *ready_queue = NULL;for (int i = 0; i < CONFIG_MAX_TASK_PRIORITY; i++){/* 按照优先级由高到低依次查找就绪队列 */if (!list_empty(&g_readytorun[i].tasks_head)){/** 找到不为空的对应优先级队列* 找到的第一个就是优先级最高的队列（默认优先级数值越低优先级越高）*/ready_queue = &g_readytorun[i];int64_t remain = clock_systime_ticks() - task->readytime;/* 判断任务是否到达了调度时间 */if (remain >= 0){list_for_each_entry_safe(task, task_tmp, &ready_queue->tasks_head, link_head){if (cur_task != task){list_del_init(&task->link_head);list_add_tail(&task->link_head, &ready_queue->tasks_head);task_switch(task);goto out;}}}}}
out:
}

时间复杂度

RR的时间复杂度和FIFO一样，因为采用的都是线性查找算法，下一章我们将采用位图查找来优化我们时间复杂度，使得最后可以达到O(1)

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什么时候会发生调度？

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伪代码

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